Ⅴ. 데이터와 결과(Data & Results)? 버니어 캘리퍼스12345678910평균값표준오차보고값직육면체길이68.368.368.268.468.568.368.468.368.568.568.370.0368.4너비32.632.632.6532.5532.632.532.5532.532.6532.632.580.01832.598높이12.312.312.212.312.2512.312.212.112.312.212.2450.02212.267둥근막대지름9.69.559.69.59.59.559.69.59.659.69.5650.029.585길이99.6599.799.699.699.6599.699.799.6599.699.799.6450.01499.659사각막대밑변166.456.466.256.456.466.436.46.36.456.3650.056.415밑변25.956.16.446.456.436.446.256.286.436.46.3170.056.367길이98.798.7599.699.198.798.7598.798.799.69998.960.11599.075원형탑외경(대)29.5303030.529.529.5293130.53029.950.230.15외경(중)2020202121.52020.519.519.52020.20.220.4외경(소)9.159.139.159.29.159.159.139.29.159.29.1610.019.171내경(대)23.04232323.323.052323.322.82323.0523.0540.04723.101내경(중)9.05999.399.058.98.95999.0250.039.055깊이(1)13.313.113.1513.313131313.213.11313.1150.0413.155깊이(2)6.05666.16.055.9666.056.16.0250.026.045높이(1)29.6529.629.629.6529.529.5529.629.5529.529.629.580.01729.597높이(2)19.9202019.819.719.52019.519.52019.790.0719.86높이(3)9.8101010.59.59.81010.29.59.89.910.110.01? 마이크로미터12345678910평균값표준오차보고값직육면체높이12.31212.5121212.512.412.3121212.20.0712.27둥근막대지름9.69.459.979.89.89.759.459.69.559.69.6570.0539.71사각막대밑변16.16.436.26.356.16.26.356.36.36.26.2530.0356.288밑변26.456.456.46.456.56.56.556.56.456.46.4650.0156.48원형탑외경(중303030.53029.529.8303030.529.529.980.1130.09외경(소20.2202020.519.520202020.320.220.070.0820.15높이(1)9.859.99.859.89.99.99.879.889.89.859.860.019.87종이두께0.10.110.1050.10.110.110.10.110.10.110.10550.0020.1075? 구면계12345678910평균치표준오차보고값0점의 위치(h1)0.840.820.760.870.820.790.780.830.810.820.8140.010.824높이(h2)4.154.164.154.164.194.124.174.154.124.184.1550.0074.162실제높이(h2-h1)3.313.343.393.293.373.333.393.323.313.363.3410.0113.352AB사이거리79.579.679.4579.5579.679.479.579.679.5579.579.5250.02179.546BC사이거리79.5579.679.5579.4579.679.579.779.679.579.5579.560.0279.58CA사이거리79.479.479.4579.579.579.479.4579.4579.579.479.4450.01479.468거리의평균(a)79.4879.579.4879.579.679.479.5579.5579.5179.4879.5050.01779.522곡률반경[mm]319.73317.04312.27321.81315.04317.19312.81319.33319.99315.02317.021.01318.03Ⅵ. 오차해석일단 오차는 어디에서 나올 수 있을까? 아마 기차, 시차, 온도차, 개인차 등등이 있을 것이다.기차는 기계의 오차로서 아무리 정밀하게 만들어진 기계라도 눈금이 정확하지 않을 수 있고 이는 기계의 정밀도에 따라 오차의 정도가 달라질 수 있을 것이다. 따라서 완벽 한 조건에 완벽한 인간이 정확한 표시눈금을 읽어도 오차를 가질 수 있다.시차는 눈의 위치에 따른 시각차이다. 온도계 눈금을 볼 때 눈금과 나란히 눈높이를 하 여 읽어야 된다고 배웠다. 눈금과 정확히 나란하게 보면서 읽어야 정확하게 읽는다는 뜻 인데 이것도 항상 생기는 오차이다.온도차는 온도에 따른 크기의 변화로서 버니어 캘리퍼스와 마이크로미터의 금속재료가 온도에 따라 크기가 변하기 때문이다. 눈금사이를 아무리 정확히 하더라도 눈금을 만들 때 온도랑 현재 사용할 때의 온도랑 아주 미세하게 라도 다르면 그 만큼 재료가 팽창 하 거나 감소하게 된다. 물론 그 수치가 아주 미세하지만 오차라면 오차일 것이다.우리 조의 실험 중 버니어 캘리퍼스 측정에서 오차가 난 이유는 물체가 표면이 매끄럽지 못했기 때문이고 막대를 구멍에 일직선으로 넣지 않고 측정하여 오차가 난거 같다.마이크로미터 측정에서는 0점 조정을 제대로 하지 못하고 끝까지 돌리는 힘이 일정하지 않아 측정하려고 하는 물체를 정확히 잴 수 없었다.구면계 측정에서는 정확한 위치에서 정확하게 측정하지 못했고 렌즈의 표면이 매끄럽지 못했으며 나사 끝이 유리판에 접촉하는 순간을 정확히 알지 못하여 어림잡아 측정한 것 이 오차를 일으킨 것 같다.Ⅶ. 토의ⅰ. 버니어 캘리퍼스와 마이크로미터의 측정 정밀도는 어느 것이 얼마나 좋은지 생각하 고, 어느 것이 정밀한 측정에 어울리는지 생각해보라.버니어캘리퍼스가 더 정확한 것 같다. 일단 버니어캘리퍼스는 더욱 정교하게 만들 어진 것 같고 실험결과도 오차가 버니어캘리퍼스가 더 작게 나왔기 때문이다.ⅱ. 측정의 정밀도와 정확도는 어떻게 다른가 생각해보라.(정밀하지만 정확하지 않은 경우와 정확하지만 정밀하지 않은 경우를 생각해 볼 것)정확도는 참값에 얼마나 가까운 답을 얻었는가를 나타내는 용어이고정밀도는 측정값의 재현성에 관한 용어이다. 즉 두 번, 세 번 반복해도 처음과비슷한 실험값이 나오는가 하는 값이 바로 정밀도이다.예를 들어서 교실에 52명의 학생이 있다. A라는 사람이 와서 그 반의 인원수를 세 는데 그때가 하필 점심시간이라 어수선하여 한번 세어봤더니 51명, 다시 세어봤더 니 48명, 또 세어봤더니 30명이었다. 이 세 번의 시도 중에서 정확도가 가장 높은 실험은 첫번째 시도이다. 참값인 52명에 가까운 수이기 때문이다.이번엔 B라는 사람이 와서 세는데 수업중이었다. 다들 자리에 앉아있으니 A 라는 사람과 똑같이 세 번을 세어봤는데 세 번 다 49명이라는 결과를 얻었다. 그렇 다면 참값인 52명과는 차이가 있으므로 정확도는 떨어지지만 세 번 다 같은 결과를 얻었으므로 정밀도는 높다고 말할 수 있는 것이다.ⅲ. 단순한 장치로 정밀한 측정을 하기 위해서는 어떻게 해야 하는가 ?최대한 많은 반복횟수로 측정하여 오차를 줄일 수 있을 것이다.
예비리포트길이 및 곡률반경 측정 실험제출 : 2007년 3월 12일 박달교수님전자전기컴퓨터공학부제 조학번: 2007440049이름: 노 경 현Ⅰ. 실험의 개요버니어 캘리퍼로 물체의 바깥지름, 두게, 안지름, 홈의 나비, 깊이 등을 측정한다.마이크로미터로 물체의 길이를 측정한다.구면계를 이용하여 곡률반경을 측정한다.Ⅱ. 실험의 목적1. 물체를 측정하는 방법을 익힌다.2. 유효숫자 및 오차와 표준편차의 개념을 이해한다.3. 버니어 캘리퍼, 마이크로미터, 구면계 등 기본적 측정 장치의 원리를 이해한다.Ⅲ. 이 론일정 장치를 사용하여 물리량을 수치 값으로 나타내는 것을 측정이라 한다. 그리고 측정 에 사용되는 기계 ·기구를 측정기 또는 계측기계라고 한다. 측정기 중 버니어 캘리퍼, 마이크로미터는 길이를 측정 구면계는 곡률반경을 정확히 측정 가능하게 하는 것들이다.Ⅳ. 실험 순서ⅰ.실험장치 다루기?버니어 캘리퍼부척은 주척의 39눈금을 20등분하여 눈금을 만든 것이며 이렇게 함으로써 부척의 한눈금은 주척의 눈금보다 1/20만큼 짧게 되어 있다. 따라서 주척의 첫번째 눈금과 부척의 첫째 눈금을 일치시키면 부척은 주척의 눈금의 1/20만큼 이동하게 된다.이와 같은 원리로 부척의 n번째 눈금이 주척의 눈금과 일치하고 있으면, 주척의 n/20눈금만큼 주척의 눈금에 더해주어 읽는다.?마이크로미터마이크로미터는 스크류의 회전운동을 스크류 축상의 직진운동으로 바꾸어지는 원리 를 이용하고 있다. U자형 프레임의 한쪽 끝에는 고정된 앤빌이 있고 다른쪽 끝의 슬리브 안쪽은 암나사로 되었으며, 정밀도가 높은 피치의 작은 수나사인 스핀들이 그 속에 들어있다. 스핀들의 바깥쪽에는 심블이 있으며 이것을 회전시키면 스핀들이 축방향으로 이동하게 되어있다. 슬리브에는 축방향으로 눈금이 매겨졌고 심블에는 원주방향으로 원주를 50등분한 눈금이 매겨져 있어 1눈금으로 0.01mm를 읽을 수 있다. 또 스핀들을 고정시키기 위한 클램프, 측정압을 일정하게 하기 위한 래칫스톱 이 붙어있다.?구면계구면계는 일종의 마이크로미터라 할 수 있다. 그림 7과 같이 틀에는 정삼각형을 이루는 세 개의 다리 A, B, C와 이 삼각형이 이루는 평면에 수직한 자 L이 부착되 어 있다. 또한 이 삼각형에 수직하게 틀의 중심을 관통하는 나사 ND는 한바퀴 돌 리면 나사는 1mm씩 진행하도록 되어 있다. 눈금 L은 mm단위이고 나사 ND에 부착 된 다이얼 M의 원둘레는 100등분하여 되어있으므로 최소 눈금의 1/10까지 눈어림으 로 잃으면 1/1000mm까지 측정할 수 있게 되어있다.ⅱ. 실험방법 및 구상?버니어 캘리퍼(1) 주어진 원통의 내경, 외경, 깊이와 높이를 차례로 10회씩 측정하여 그들의 평 균과 표준오차를 구한다.(2) 측정이 끝나면 반드시 고정 나사를 죄어 부척을 고정시킨다.?마이크로미터(1) 잠금쇠를 푼 다음 영점을 정한다.(2) 주어진 물체의 직경과 두께를 차례로 10회씩 측정한 후 영점값을 이용하여 보정 한 후 평균과 표준오차를 구한다.(3) 측정이 끝나면 잠금쇠를 잠근다.?구면계(1) 구면계를 평면 유리판 위에 놓고 돌려 회전축의 나사 끝이 유리판에 접촉하는 순간의 눈금을 L자와 다이얼 M으로써 1/1000 mm 까지 읽어 이것을 연점눈금 으로 한다.의 눈금은 반드시 구면계의 영점과 일치된다고 할 수 없다. 다이얼 의 둘레 끝이 눈금의 영점선 이상에 있을 경우에는 다이얼눈금을 그대로 읽으면 되나, 영점선 이하일 경우는 다음과 같이 읽어야 한다. 즉 다이얼의 둘레 끝이 눈금 L의 영점선과 -1선 사이에 있고 다이얼의 눈금이 56.3이면 전체의 읽음은 -1+0.563 = -0.437 mm가 된다.